“金相检验表明,发现两件滚丝轮的淬火组织基本相似。A轮中碳化物的条带状分布明显,这必然导致冲击韧度的降低,断口呈脆性断裂特征;而B轮的硬度较A轮低2HRC,碳化物呈均匀分布,呈塑性断裂特征。
滚丝轮是在室温下对金属进行变形加工的一种模具,精度要求较高。在对金属进行滚压加工时,承受很大的周期性挤压力及圆周方向的摩擦力,工作条件较为恶劣,其损坏形式有:磨损、断裂、崩牙。qoc热处理技术网 — 热处理行业的超级智库 CHTE 最全的热处理技术信息网站 热处理技术网 CHTE
滚丝轮材料主要为Cr12MoV或者Cr12,也有9SiCr,CrWMn,前者具有高淬透性,红硬性和高耐磨性,后者淬透性较差,使用较少。
为了改善钢材组织,提高其韧性,以进一步增加耐磨性,国内外做了大量的研究工作,开发出不少新钢种。
如我国的LD、ER5和GM钢等,日本的TCD、AUF11、DC53钢等。
滚丝轮制造工艺流程:锻造——退火——粗加工——热处理——磨端面——磨牙。
采用滚丝轮加工螺栓外螺纹一般都是大于等于10.9级高强度紧固件,硬度在35~40HRC左右。试验M14×2和M12×1.75螺栓,材料SCM435,少数滚丝轮在螺栓加工数量不足2000件就发生早期失效,多数滚丝轮加工螺栓在4000~6000件,因丝扣疲劳失效而报废。
丝扣是受力最大的工作部位,也是截面应力集中之处,故而其在使用中会发生突然出现裂纹或发生破损而失效。
选取生产螺栓件数最低“简称A轮”和最高“简称B轮” 滚丝轮进行分析对比。发现A轮中某些丝扣大块崩损,未崩损牙已出现早期损伤。B轮丝扣仅出现破损在1mm内的小块表面剥落,几乎未出现崩损。
金相检验表明,发现两件滚丝轮的淬火组织基本相似。A轮中碳化物的条带状分布明显,这必然导致冲击韧度的降低,断口呈脆性断裂特征;而B轮的硬度较A轮低2HRC,碳化物呈均匀分布,呈塑性断裂特征。
滚丝轮丝扣的失效形式主要为早期脆断和疲劳剥落,而该两种失效行为除了要求改用材质之外,优先选用DC53(Cr8Mo2SiV)钢,还应改善机械加工工艺,提高丝扣的加工质量,表面粗糙度应小于Ra0.4μm。
针对早期脆断是材料韧性不足所造成外,相应提高淬火、回火温度20~30℃,使合金元素充分固溶后在回火时弥散析出,增加二次硬化的能力和提高耐磨性,硬度稳定在61~62HRC,可使滚丝轮的工作寿命稳定在6500件以上。
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